Техническая электродинамика: Сборник лабораторных работ (Режимы работы линий передачи. Исследование волноводных четырехплечих (гибридных) соединений), страница 24

Если воспользоваться понятием эквивалентной волноводу линией с распределенными параметрами (длинной линией), то полное сопротивление нагрузки плеча 1 определяется сопротивлениями плеч 2 и 4, пересчитанными к плечу 1. При волновом сопротивлением кольцевого волновода ZCK и волновом сопротивлении волноводов плеч ZCП, если волноводы 2, 3, 4 заканчиваются согласованными нагрузками, полное сопротивление нагрузки, пересчитанное к плечу 1, будет равно

.

Очевидно, что согласование волновода 1 с кольцом выполняется в том случае, когда

.                                                 (10)

Поэтому на практике стремятся волновое сопротивление кольца выбрать в  раз больше волновых сопротивлений подводящих линий. Достигают этого уменьшением размера «b» кольца. Основные параметры кольцевого волноводного моста: развязка питающего и изолированного плеч, определяемая формулой (8), и равенство мощностей в плечах, отводящих энергию (см. формулу 9), то есть те же самые, что и для двойного тройника.

Кольцевой мост находит применение в тех же случаях, что и двойной тройник. На рис. 9 показана схема антенного переключателя на кольцевых мостах, волноводы l1 и l2, соединяющие мосты, должны быть одинаковой длины. Разрядники R1 и R2 включены в волноводы на расстояниях четверти и половины длины волны в волноводе, считая от первого кольцевого моста, как показано на рис. 9.

В режиме передачи, когда разрядники пробиты, мощность от генератора пойдет по одной стороне кольца прямо в антенну, потому что пробитый разрядник R1 представляет собой короткое замыкание, которое трансформируется в бесконечное сопротивление у кольца и создает короткое замыкание левой вставки кольца у входа питающего волновода. Разрядник R2 в то же время замыкает накоротко вход плеча 4. Если часть мощности все же просачивается через разрядники в кольцо В, то благодаря равенству длин волноводов между кольцами мощность в приёмник не попадет, так как к плечу 3 волны придут в фазе. Мощность поступит в плечо 1 и поглотится поглощающей нагрузкой.

Рис. 9. Схема антенного переключателя на кольцевых мостах

В режиме приёма мощность из антенны разделится между плечами 2 и 4, и волны в кольце 2 у плеча 3 будут в противофазе, а следовательно, мощность полностью попадёт в приёмник.

2.4. Щелевой мост

Подобно направленному ответвителю, щелевой мост состоит из двух отрезков прямоугольного волновода, связанных между собой общей узкой стенкой, в которой прорезана широкая щель, длиной l, как показано на рис.10.

Общая стенка со щелью совпадает с плоскостью симметрии моста. Щелевой мост имеет четыре входа.

Поясним принцип действия моста с помощью рис. 11. При подаче мощности в плечо 1 по волноводу до сечения I-I движется волна Н10. В сечении I-I возбуждается волна Н20, и на длине l образуется волновод шириной h, в котором распространяются две волны: волна Н10 и волна Н20, которые распространяются с разными фазовыми скоростями в направлении плеч 2 и 3. На рис. 11 а и в показаны структуры векторов  и  в плоскости I-I. Напротив плеча 1 составляющие векторов волн Н10 и Н20 складываются, а напротив плеча 4 – вычитаются. Поэтому мощность не поступит в плечо 4.

Если рассматривать векторные диаграммы, то видно это сложение и вычитание, рис. 11, в.

При прохождении волнами пути l они имеют разное запаздывание по фазе  и , так как имеют разные фазовые скорости

                (11)

Разность фаз составит

                                   (12)

Векторная диаграмма, соответствующая этому случаю, показана на рис. 11, г. Из нее видно, что в зависимости от разности фаз Dj в плечи 2 и 3 поступают различные мощности, пропорциональные  и  амплитудам волн, поступающих в плечи 2 и 3.

Фазовый сдвиг между векторами  и  всегда составляет  (90°). Если длину щели выбрать такой, чтобы , то мощность, как следует из векторной диаграммы, будет поровну распределяться между плечами 2 и 3 и не будет поступать в плечо 4.

Рис. 10. Щелевой мост

Рис. 11. Структура полей волн H10 и H20 в начале щели и векторные диаграммы